Система укрепления грунта при укреплении фундамента и забивке свай

В области гражданского строительства метод стабилизации грунта является ключевым звеном для обеспечения устойчивости и долговечности зданий. Хотя традиционные методы обработки фундамента, такие как заполнение заменой, глубинное смешивание или предварительная загрузка, широко используются, они сталкиваются с такими проблемами, как высокая стоимость, длительный период строительства и загрязнение окружающей среды. С углублением концепций защиты окружающей среды и технологическим прогрессом система укрепления ила постепенно стала инновационным решением в обработке фундамента и свайном строительстве.

Технический принцип работы системы отверждения шлама

Методы стабилизации грунта на месте добавляют затвердевающие материалы (такие как цемент, известь, шлак, промышленные твердые отходы и т. д.) к шламу с высоким содержанием воды и низкой прочностью и используют физические и химические реакции для изменения структуры грунта с целью формирования затвердевшего тела с высокой прочностью и низкой проницаемостью. Его основной процесс заключается в следующем:

1. Смешивание материалов: ил и отвердитель смешиваются равномерно в пропорциях до образования однородной смеси.

2. Химическая реакция: активные ингредиенты отвердителя (например, CaO, SiO₂) реагируют с водой и глинистыми минералами в иле посредством гидратации и ионного обмена, образуя гелеобразующее вещество (например, гель CSH).

3. Укрепление структуры: гелеобразующее вещество заполняет поры почвы, образуя плотную сетчатую структуру, значительно улучшая прочность на сжатие и водонепроницаемость.

Эта технология подходит не только для выемки ила из рек и озер, но и для переработки отходов, таких как инженерный грунт и строительный ил, превращая отходы в сокровище.

Основные преимущества системы укрепления грунта при обработке фундамента

1. Значительные экологические преимущества, соответствующие концепции зеленого строительства.

Использование отходов: Стабилизация грунта для фундамента требует транспортировки большого количества некачественного грунта и замены песка и гравия, что приводит к высоким транспортным расходам и нагрузке на окружающую среду. Инновации в стабилизации грунта может перерабатывать иловые отходы непосредственно на месте, сокращать объемы земляных работ и захоронения отходов, а также сокращать выбросы углерода.

Уменьшение распространения загрязнения: затвердевший ил запечатывает тяжелые металлы и органические вещества, чтобы избежать вторичного загрязнения. Например, проект по углублению рек в Ухане использовал технологию затвердевания для преобразования 100 000 кубических метров ила в материалы дорожного полотна, сократив площадь, занимаемую заброшенным полем почвы, более чем на 60%.

2. Исключительная экономическая эффективность и снижение общих затрат

Низкая стоимость материала: отвердитель может быть изготовлен из промышленных побочных продуктов (таких как стальной шлак, летучая зола), а цена за единицу составляет всего 1/3~1/2 от стоимости традиционного песка и гравия.

Сокращенный период строительства: нет необходимости ждать естественной усадки или закупать наполнители, период строительства может быть сокращен на 30%~50%.

3. Улучшить несущую способность фундамента и обеспечить качество проекта

Прочность на сжатие затвердевшего грунта без ограничения может достигать 0,5–5 МПа, что значительно превышает 0,01–0,1 МПа естественного мягкого грунта, и может соответствовать требованиям по нагрузке многоэтажных зданий, дорожных полотен и т. д.

Регулируя соотношение отвердителя, можно целенаправленно решать различные геологические проблемы.

4. Широкая адаптивность, решение сложных геологических задач

Он может эффективно закреплять ил с высоким содержанием воды (40%~200%) и высоким содержанием органических веществ, что особенно подходит для районов с густой речной сетью и распространенной мягкой почвой.

На узких площадках или в проектах с глубокими котлованами можно гибко применять метод затвердевания на месте или модульное строительство, чтобы избежать ограничений на въезд крупногабаритной техники.

Инновационное применение технологии укрепления грунта при устройстве свайных фундаментов

1. Заменить традиционные материалы для свайного фундамента и оптимизировать процесс строительства

– Сваи из затвердевшего грунта: используйте затвердевший ил непосредственно в качестве материала для свай для замены сборных бетонных свай или стальных трубчатых свай.

– Улучшение композитного фундамента: добавьте укрепляющий агент в грунт между сваями, чтобы сформировать композитный фундамент «жесткая свая + укрепленный грунт», что синергетически повышает общую устойчивость.

 2. Преодоление трудностей особых геологических условий

– Зона пластичного ила: В проекте моста через море в дельте Жемчужной реки толщина слоя пластичного ила достигала 15 метров, а традиционные набивные сваи были склонны к усадке. После использования технологии ротационного напыления осадка свайного фундамента контролировалась в пределах 5 мм.

– Зона разжижения при землетрясении: отверждающий агент может увеличить плотность песчаного слоя почвы и снизить риск разжижения.

3. В сочетании с интеллектуальной строительной технологией

– Точный контроль пропорций: мониторинг влажности и прочности шлама в режиме реального времени с помощью датчиков Интернета вещей, динамическая регулировка количества добавляемого отвердителя.

– Автоматизированное строительное оборудование: беспилотная бетоносмесительная машина, 3D-печать затвердевшей структуры грунта и другие новые технологии для дальнейшего повышения точности и эффективности строительства.

Благодаря технологическим инновациям и инженерной практике, система стабилизации грунта успешно решила проблемы защиты окружающей среды, стоимости и эффективности в традиционной обработке фундамента. Ее преимущества в укреплении фундамента и забивке свай отражаются не только в улучшении прочности и сокращении сроков строительства, но и в содействии трансформации инженерного строительства в направлении «переработки ресурсов и экологичности». С технологической итерацией и политической поддержкой эта система, как ожидается, станет одним из основных решений в области геотехнической инженерии в будущем.